压裂返排液水质特性评价及回用技术研究

为了明确压裂返排液中影响回用的突出污染物,从而针对性地研究现场处理技术,采用水质矩阵法对苏里格气田常用的两种体系压裂返排液的水质特性进行评价。结果表明:影响胍胶压裂返排液回用的污染物重要程度排序为钙镁离子、铁离子、悬浮物和pH值;影响可回收体系压裂返排液回用的污染物重要程度排序为悬浮物、pH值、钙镁离子和铁离子,两者差异明显。以此为基础,针对胍胶压裂返排液,提出“化学絮凝、离子控制、金属网过滤”的现场处理工艺,钙镁离子降低了83.7%,铁离子降低了79.6%,悬浮物降低了85.0%;针对可回收体系压裂返排液,提出“重力沉降、金属网过滤”的现场处理工艺,悬浮物降低了81.0%,处理后水质达到重复配液要求。     

压裂返排液处理及循环利用技术研究与应用

以胍胶体系的压裂返排液为研究对象,分析了其水质特征和循环利用影响因素,并研究其返排过程及参数,形成了循环利用技术关键指标体系。同时开展了压裂返排液高效处理及循环利用技术研究和工程示范,现场试验结果表明,经氧化工艺处理后的胍胶压裂返排液的pH值7～7.5,悬浮物10 mg/L左右,石油类浓度14～30 mg/L,总铁含量0.2～0.9 mg/L,硼离子浓度2～10 mg/L,符合再次配制压裂液循环利用要求。该技术处理工艺简单、成本低,可有效降低施工现场的清水需求量,进而降低生产成本,提高生产效率,实现了压裂返排液处理回用的目的,有效利用油田外排污水,同时解决了压裂返排液的污染排放问题。     

胍胶压裂返排液特性及处理技术

基于胍胶压裂返排液水量大、组成复杂、黏度高等水质特性,常规处理工艺很难实现其氧化破胶和离子去除,因此亟需优化升级现有处理工艺。文章总结了胍胶压裂液体系的构成及作用,研究了国内外压裂返排液的处理方式,通过探究返排液回注与回配处理技术的发展趋势,明确了破胶降黏对返排液处理的关键作用,建议应结合氧化破胶和离子去除,研发利用高价金属离子的类芬顿氧化剂,实现返排液的高效降黏脱稳,协同控制高价金属离子的影响,为胍胶压裂返排液高效低成本的资源化处理提供支撑。     

胍胶压裂返排液固液分离试验

胍胶压裂返排液具有高黏度、难固液分离的特征。强化该类废液的固液分离效果是开展深度处理的前提,去除废液中泥砂、岩屑、胍胶残渣等颗粒物,可确保处理后水水质达到再利用要求。通过室内试验得出影响该类废液固液分离效率的主要因素,包括废液黏度、颗粒物密度、粒径及混凝效果,并就延时混凝技术强化固液分离效果进行了试验研究。采用延时混凝形成的絮体粒径较常规絮凝物增加0.7~1.8 mm,絮凝物沉淀速率由常规的18 mm/s增加至25 mm/s,该试验研究为胍胶压裂返排液处理设备优化设计提供了技术依据。     

水平井压裂返排液循环利用技术研究

文章以提高压裂返排液处理效率、水循环再利用为目标,针对长庆油田安平某水平井压裂返排液的性质特点,采用"混凝-沉降-精细过滤"处理工艺,对压裂返排液进行处理,处理后水样中Ca~(2+)和浊度均大幅下降,总硬度控制在300 mg/L。处理后的水配制的低温胍胶压裂液体系其耐温、抗剪切性能良好,具有良好的流变性能、破胶性能,不产生多余的残渣,能够满足现场压裂施工作业要求。各项性能评价说明采用该技术处理后的水可循环用于配置压裂液。     

低浓度胍胶压裂返排液进集输系统技术研究与应用

针对低浓度胍胶压裂返排液黏度较高、处理困难的问题,在大量的现场调研和室内实验的基础上,形成了破稳降黏、电位和pH值调节、预处理、进集输系统的低浓度胍胶压裂液处理思路,筛选了破稳降黏剂、氧化-还原电位调节剂、pH值调节剂和预处理剂等5种压裂返排液处理剂,经过室内实验和现场实验,实现了处理后的压裂返排液直接进集输系统的目的。     

页岩气压裂返排液对环境的影响及思考

页岩气开发对水资源的大量消耗和压裂返排液处置困难引起了广泛关注。文章分析了滑溜水压裂液、混合压裂液、纤维压裂液、高速通道压裂液、二氧化碳压裂液、液化石油气压裂液6种页岩气压裂液的特点及对环境的影响。介绍了压裂液返排技术,主要有深井灌注、现场或中心建厂处理后重新利用、返排液处理后外排,进而结合我国页岩气开发的形势提出压裂返排液处理技术研究思路、研究方向和建议。     

压裂返排液处理与回用技术实验

针对压裂返排液回用处理工艺技术,采用SM17-1H井压裂返排液样品,开展了返排液处理与回用实验研究。结果表明,压裂返排液采用氧化破胶、絮凝沉淀、两级精细过滤、脱硼组合工艺处理后,调整压裂返排液pH值为7.2～7.5,添加0.3%工业级NaClO,氧化20min,加入400mg/L工业级PAC,4mg/L分子量800万的阳离子型PAM,上清液透光率可达到94%以上,满足絮凝沉降的要求。处理后水经氧化絮凝处理后,硼离子经WH908或C700树脂吸附除硼后,硼含量降低到1.25mg/L,满足压裂返排液处理后重新配液的要求。此结果为压裂返排液处理和重复利用技术现场实验奠定了基础。     

页岩气压裂返排液回用处理装置应用

针对延长气田研制了一套"预处理-氧化絮凝-快速沉降-膜过滤"移动式撬装设备,介绍了设备的原理、组成、技术参数、性能特点和应用效果。现场应用结果表明,该设备处理后的水质不仅达到SY/T 5329─2012《碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法》要求,而且可用于配置滑溜水和胍胶压裂液,其性能分别满足DB61/T 575─2013《压裂用滑溜水体系》和SY/T 6376—2008《压裂液通用技术条件》的技术要求。该设备既提高了水处理效果,又缩减了处理工艺流程,减小了返排液对周边环境的威胁。     

临兴致密砂岩气压裂返排液再利用技术

针对临兴区块致密砂岩气井压裂返排液的性能特点,结合压裂返排液中的有害指标,制定了压裂返排液复配压裂液的水质标准,形成了一套压裂返排液经适度处理后复配压裂液的低成本处理模式。结果表明:临兴区块压裂液配置水指标应满足pH值7～10、矿化度60 000mg/L、钙离子浓度600mg/L、镁离子浓度900mg/L、硼离子浓度10mg/L;经过破胶、pH值调整、絮凝和过滤工艺处理后的压裂返排液的主要有害指标COD、钙离子、镁离子、硼离子浓度大幅度下降,满足临兴区块压裂液配置水指标要求;根据处理工艺研制的压裂返排液处理装置在临兴区块LX-*1井和LX-*2井成功完成现场实验,复配压裂液满足压裂液现场施工要求。